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大家好呀！今天給大家介紹一篇2021年3月發(fā)表在Nature Communcation（IF:14.919）上的文章。CD8+ T細(xì)胞可以驅(qū)動(dòng)人類惡性腫瘤的適應(yīng)性免疫反應(yīng)，這些細(xì)胞被腫瘤抗原激活，進(jìn)行擴(kuò)張并定位和殺死癌細(xì)胞。免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICI）僅對(duì)一部分患者有效其治療耐藥性的機(jī)制尚不清楚。本研究作者使用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和流式細(xì)胞技術(shù)識(shí)別對(duì)抗PD-1治療有反應(yīng)的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的粘膜相關(guān)恒定T細(xì)胞（MAIT）。MAIT細(xì)胞可以作為治療應(yīng)答性患者的生物標(biāo)志物并使患者從免疫治療中獲得最大效果。
Circulating mucosal-associated invariant T cells identify patients responding to anti-PD-1 therapy
循環(huán)粘膜相關(guān)恒定T細(xì)胞識(shí)別抗PD-1治療的患者
摘要：
免疫檢查點(diǎn)抑制劑可以用于治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者，由于治療反應(yīng)的不確定性，目前需要一些標(biāo)志物來(lái)確定哪些患者可以受益于免疫檢查點(diǎn)抑制治療。本研究作者結(jié)合單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和流式細(xì)胞術(shù)評(píng)估28例抗PD-1治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的循環(huán)CD8+ T細(xì)胞的變化。在免疫治療反應(yīng)患者中活化和增殖CD8+ T細(xì)胞和粘膜相關(guān)恒定T細(xì)胞（MAIT）的比例高于治療前和整個(gè)治療期間。應(yīng)答患者的MAIT細(xì)胞中CXCR4的水平更高，顆粒酶B更多。最后，MAIT比例高于1.7%的患者免疫治療反應(yīng)更好。作者的結(jié)果表明MAIT細(xì)胞可以作為抗PD-1治療反應(yīng)的標(biāo)志物。
結(jié)果：
1.應(yīng)答患者中激活效應(yīng)記憶CD8+ T細(xì)胞比例較高
首先，作者使用流式細(xì)胞技術(shù)研究PD-1治療的黑色素瘤患者的T細(xì)胞特點(diǎn)，通過(guò)聚類分析鑒定到CD8+ T細(xì)胞的28個(gè)簇。其中C21,C22和C26為T(mén)細(xì)胞特有的表性特征，CD45RA,CCR,CD27和CD28表達(dá)較高而CD25和ICOS表達(dá)較低（圖1A）。根據(jù)CD38和ICOS的表達(dá)確定C28為活化T細(xì)胞，根據(jù)CD95的表達(dá)確定C10為T(mén)干細(xì)胞記憶細(xì)胞，其表型與初始T細(xì)胞類似。根據(jù)CD28,CD27,BTLA,CD194,CD25,CD95和ICOS的表達(dá)確定C1,C20和C27位CCR7+CD45RA-記憶T細(xì)胞。根據(jù)CD39的表達(dá)確定C20為T(mén)CM細(xì)胞。C6,C17,C11,C2,C24和C5為末期分化T細(xì)胞。根據(jù)CD45RA,CCR7,CD25和CD95的表達(dá)確定C15,C4,C25,C14,C9,C13,C12,C19和C16為效應(yīng)記憶T細(xì)胞。其中，C14中PD-1和CD57的表達(dá)水平中等，表明C14為可復(fù)制性衰老細(xì)胞。C12中CD28和CD27的表達(dá)水平中等，表明C12位過(guò)度效應(yīng)記憶T細(xì)胞。根據(jù)CXCR16的表達(dá)確定C9位具有遷移能力的效應(yīng)記憶細(xì)胞。根據(jù)ICOS，CD95，HLA-DR和CD38等的表達(dá)確定C16是活化增殖效應(yīng)記憶T細(xì)胞。在應(yīng)答患者中C16富集程度更高（圖1B），在開(kāi)始治療前應(yīng)答患者中C16，高增殖Ki67+CD71+效應(yīng)細(xì)胞比例較高，且在治療后也相對(duì)穩(wěn)定（圖1B）。
圖1 CD8+ T細(xì)胞單細(xì)胞分析鑒定應(yīng)答患者中活化效應(yīng)記憶T細(xì)胞比例較高
2.scRNA-seq表明在應(yīng)答患者中MAIT豐度更高
作者分離接受抗PD-1治療后的20例患者的T0,T1和T2期的CD3+CD8+ T細(xì)胞進(jìn)行scRNA-seq。質(zhì)控后得到56142個(gè)細(xì)胞并去除4210個(gè)NK細(xì)胞和231個(gè)單核細(xì)胞，最終獲得51701個(gè)CD8+ T細(xì)胞。聚類分析鑒定到8個(gè)細(xì)胞簇（圖2A和2B），根據(jù)LEF1,SELL和TCF7表達(dá)鑒定初始T細(xì)胞，根據(jù)GZMB,GNLY,NKG7,EFHD2和CXCR322表達(dá)鑒定末端分化效應(yīng)記憶細(xì)胞。作者鑒定到兩種效應(yīng)記憶細(xì)胞，一類是轉(zhuǎn)移效應(yīng)記憶細(xì)胞另一類是成熟活化細(xì)胞。通過(guò)HLADRA,HLADRB1,CD74,GZMA,PCNA,MKI67和MCM等的表達(dá)鑒定效應(yīng)記憶T細(xì)胞。通過(guò)KLRB1,SLC4A10,MAF和CXCR4的表達(dá)鑒定粘膜相關(guān)恒定T細(xì)胞（MAIT）。偽時(shí)序分析表明，分化過(guò)程從初始T細(xì)胞開(kāi)始，通過(guò)激活初始T細(xì)胞，過(guò)度效應(yīng)T細(xì)胞和效應(yīng)記憶T細(xì)胞向末端分化T細(xì)胞分化。在整個(gè)過(guò)程中，MAIT細(xì)胞輸入偽時(shí)間軌跡的不同分子。流式細(xì)胞技術(shù)表明應(yīng)答組的活化效應(yīng)記憶T細(xì)胞比例較高（圖2C）。應(yīng)答組的效應(yīng)記憶T細(xì)胞比例較高（圖2C）。在治療前和治療第一個(gè)周期后，應(yīng)答組的MAIT細(xì)胞比例較高（圖2D）。總的來(lái)說(shuō)，隨治療時(shí)間的增加，MAIT細(xì)胞的激活具有動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)作用。
圖2 MAIT細(xì)胞在應(yīng)答組中豐度較高
3.應(yīng)答組中活化MAIT細(xì)胞豐度更高
作者對(duì)治療前和治療后的MAIT細(xì)胞進(jìn)行亞群聚類，進(jìn)一步了解這些細(xì)胞在抗腫瘤免疫反應(yīng)中的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)。共鑒定到2類MAIT亞群，其與T細(xì)胞激活或效應(yīng)功能相關(guān)的基因DUSP1,ZFP36,TNFAIP3,ZFP36L2,FOS,CXCR4和CD69等表達(dá)水平存在差異（圖3A和3B）。在治療前，治療第一個(gè)周期和第二個(gè)周期后應(yīng)答組的活化MAIT比例較高（圖3C）。
圖3 活化MAIT細(xì)胞在應(yīng)答組豐度較高
隨后，作者使用流式細(xì)胞技術(shù)在蛋白水平上進(jìn)行研究。作者分析MAIT細(xì)胞的比例和表型，鑒定到表達(dá)TCRα7.2和CD161的CD3+CD8+ T細(xì)胞（圖4A），這些細(xì)胞在應(yīng)答患者中存在顯著擴(kuò)增（圖4A）。此外，作者發(fā)現(xiàn)在應(yīng)答組接受兩輪治療后MAIT細(xì)胞比例升高。為確定轉(zhuǎn)移樣本和為轉(zhuǎn)移樣本中MAIT細(xì)胞的存在，作者分析了一個(gè)GEO數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包括患者血液，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤患者的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)集包括26757個(gè)細(xì)胞，其中3%的細(xì)胞為MAIT細(xì)胞（圖4B）。隨后，作者通過(guò)使用IL-12,IL-18,CD3/CD8體外刺激MAIT細(xì)胞研究MAIT細(xì)胞的效應(yīng)因子功能能力。在應(yīng)答組和無(wú)應(yīng)答組的MAIT細(xì)胞均能產(chǎn)生GRZM-B,IFN-γ和TNF，應(yīng)答組中MAIT細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ和GRZM-B的比例更高（圖4C）。然而在治療前應(yīng)答組中僅有GRZM-B的比例更高（圖4D）。
圖4 體外刺激MAITC細(xì)胞的功能評(píng)估
4.治療前根據(jù)MAIT細(xì)胞識(shí)別應(yīng)答患者
接下來(lái)作者評(píng)估MAIT細(xì)胞水平作為預(yù)測(cè)抗PD-1治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物的能力。流式細(xì)胞技術(shù)分析表明，在CD8+ T細(xì)胞中轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者中MAIT細(xì)胞水平中位數(shù)為1.7%，根據(jù)該中位數(shù)對(duì)患者進(jìn)行分層。圖5表明MAIT細(xì)胞水平高于1.7%的患者反應(yīng)更高。
圖5 MAIT細(xì)胞水平預(yù)測(cè)治療反應(yīng)
結(jié)論：
本研究分離接受免疫治療的轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的CD8+ T細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序并分析。結(jié)果表明，有反應(yīng)組和無(wú)反應(yīng)組患者的T細(xì)胞亞群組成不同且在治療前兩組患者的T細(xì)胞組成不同。這些差異中最相關(guān)的是MAIT細(xì)胞水平，MAIT細(xì)胞是一種初始CD3+ T細(xì)胞群并參與對(duì)周?chē)M織感染的早期免疫。作者的研究表明外周血中MAIT細(xì)胞比例可以作為免疫治療反應(yīng)的預(yù)測(cè)標(biāo)志物。
參考文獻(xiàn)：
De Biasi, S., Gibellini, L., Lo Tartaro, D. et al. Circulating mucosal-associated invariant T cells identify patients responding to anti-PD-1 therapy. Nat Commun 12, 1669 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-21928-4
